Si chiamano metal organic frameworks (Mof) e sono come spugne molecolari. Valgono un premio Nobel perché «i ricercatori le hanno utilizzate per raccogliere acqua dall’aria del deserto, estrarre inquinanti dall’acqua, catturare l’anidride carbonica e immagazzinare idrogeno», si legge nel comunicato che ha motivato l’assegnazione ai tre scienziati che le hanno inventate e sviluppate.
Foto: Nobel prize
Vale a dire Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi.
Architetti molecolari
Kitagawa (Kyoto, 1951) insegna presso l’Università di Kyoto. Robson (Glusburn, UK 1937) è docente all’Università di Melbourne. Yaghi (Amman, 1965) è docente presso l’Università della California. Robson, iniziò già negli anni ottanta a lavorare ai reticoli molecolari. Combinò ioni di rame con molecole a quattro bracci e ottenne un cristallo ordinato e pieno di cavità. L’instabilità della struttura fu risolta tra il 1992 e il 2003 da altre scoperte realizzate da Kitagawa e Yaghi, separatamente. Kitagawa intuì che i Mof potevano diventare più flessibili, mostrò inoltre come i gas possono fluirne dentro e fuori. Yaghi creò un Mof molto stabile e ne dimostrò la migliorabilità attraverso la progettazione.
Applicazioni attuali e potenziali
Da allora i chimici hanno creato migliaia di Mof. La loro produzione e commercializzazione su larga scala è oggetto di studio. Sono impiegati Mof per trattenere i gas tossici necessari per la produzione dei semiconduttori, nell’industria elettronica. Altri tipi di Mof i gas tossici possono degradarli. Un altro ambito di sviluppo li vede utilizzati in impianti che sottraggono anidride carbonica dall’atmosfera, per diminuire i gas serra presenti. Un uso che, ampliato, potrebbe contrastare il riscaldamento globale.
Spugne contro la siccità
Un’altra applicazione sembra promettente in tempi di crisi climatica. Le riviste Nature e Science nel 2020 e 2021 hanno pubblicato i risultati degli esperimenti che hanno visto, tra i gruppi di ricerca protagonisti, il team dell’Università della California condotto da Omar M. Yaghi. In Arizona prima e tra California e Nevada dopo, nella Death Valley, che vanta temperature diurne anche superiori ai 50 C° con un’umidità media del 25%, un dispositivo contenente polveri di Mof ha consentito di estrarre molecole d’acqua. Le molecole condensano sulle pareti di una parte del dispositivo, vengono poi raccolte come acqua liquida.
Acqua pura e potabile, perché le spugne metallorganiche non lasciano tracce di impurità.
